Автоматизация процесса электролиза алюминия на примере ИркАЗ-РУСАЛ
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ов (включая подбор сырья), так и типа защиты от окисления воздухом. Многие производители используют до 1% алюминия для напыления на аноды и защиты их от окисления. Во всех случаях важно также укрывать открывшиеся секции анодов глиноземом для уменьшения окисления.
В таблице 1.3 приведены типичные эксплуатационные характеристики промышленных электролизеров. В этой таблице сравниваются данные, характерные для лучших показателей технологии Содерберга и технологии обожженных анодов. Следует отметить, что величины любого из параметров не обязательно оптимальны. Пока все детали для наилучшей технологии не определены, общие энергозатраты для этих двух технологий составляют соответственно 12.7 и 12.4 кВтч/кг алюминия.
Как видно из рис.1.6, конструкция современного электролизера обычно включает укрытие, которое соединено с системой газоотсоса и газоочистки. Это позволяет сохранять окружающую среду в районе электролизной серии и снизить выбросы, отходящие от промышленной площадки. Дымососы обеспечивают эффективный газоотсос несмотря на невысокую герметичность электролизера. Отходящие газы содержат в основном двуокись углерода (поскольку основная часть моноооксида углерода сразу дожигается над электролитом), азот, кислород, фториды и мелкую глиноземную пыль. Для улавливания и возврата в производство фторидов и пыли разработаны различные способы. Укрытие является одним из четырех конструктивных доработок, используемых с 60-х годов. Другими являются вышеупомянутое автоматизированное питание глиноземом, использование угольных или графитовых блоков в конструкции катода и компенсация магнитных полей для стабилизации поверхности металла. Улучшенные показатели, приведенные в табл.1.3 являются следствием этих нововведений. Модернизация проводилась как модифицированием старых электролизеров, так и введением в строй новых.
Таблица 1.3
Технологические параметры работы электролизеров
НаименованиеЕд.
изм.Типичные для
обожженных
анодовЛучшие для
СодербергаЛучшие для
обожженных
анодовТемператураОС940-980940940Междуполюсное расстояниесм4-654-5Избыток AlF3 в Na3AlF6масс%3-103-1010-15Криолитовое отношение2.2-2.9<2.6<2.6Концентрация Al2O3масс%2-82-82-4Содержание СaF2масс%2-82-84-6Рабочее напряжениеВ4-54.103.90Падение напряжения в анодеВ0.30.460.30Падение напряжения в катодеВ~0.4~0.26~0.25Падение напряжения в ошиновкеB~0.2~0.17~0.19Падение напряжения в электролите В~1.3-1.8~1.52~1.51Напряжение разложенияВ~1.2*~1.2~1.2ПеренапряжениеВ~0.5~0.45~0.45Падение напряжения вследствии анодных эффектовВ~0.1~0.04~0.01Плотность тока (анодная)А/см20.7-1.20.670.7Уровень металласм14-4020-4020-25
1.5 Товарные марки алюминия
Рассмотрим технологию производства первичного алюминия, производство товарного продукта, ниже приводим его краткий обзор. Он варьируется от первичного алюминия до специальных сплавов, а легирующие добавки при производстве сплавов используются для придания алюминию специфических физических свойств. Обычно посторонние материалы оказывают вредное влияние на физические свойства, и поэтому они должны быть удалены из используемого сырья. Легирующие добавки обычно вводятся в виде высоко концентрированного алюминиевого сплава или чистого металла, что обычно выполняется на стадии переплава.
1.5.1 Чистый алюминий
Металл, произведенный непосредственно в электролизерах является относительно чистым (обычно он содержит более 99.8% алюминия) и мягким. Его можно использовать в тех отраслях, где механическая прочность не является критерием первостепенной важности. Большинство примесей переходят в алюминий из сырья (глинозема, анодного углерода и электролитных добавок), и в этом случае применительно к сырью существуют такие требования, как отсутствие в нем элементов, влияющих на дальнейшую обработку алюминия. Это особенно важно, когда алюминий прокатывается в тонкую фольгу, или волочится для получения проволоки. В этих случаях наличие примесей приводит к образованию включений, газовых пор и локальным изменениям механических свойств. Кроме производства фольги и проволоки, другими непосредственными способами обработки алюминия является листопрокат и штамповка. Небольшая часть металла перерабатывается в мелкодисперсный порошок для получения паст, используемых при покраске, для производства взрывчатых веществ и в пиротехнике.
2.Рассмотрение технологического процесса с точки зрения автоматизации.
Основное оборудование
За процессом электролиза алюминия следит система автоматизации процесса электролиза ТРОЛЛЬ.
Система автоматизации процесса электролиза алюминия представляет собой комплекс программно-технических средств. Названия ТРОЛЛЬ-5 и ТРОЛЛЬ-2000 относятся соответственно к оборудованию и программному обеспечению последнего поколения АСУ ТП электролиза алюминия фирмы ТоксСофт. Таким образом:
- ТРОЛЛЬ-5 блоки управления электролизерами АСУ ТП электролиза;
- ТРОЛЛЬ-2000 программное обеспечение АСУ ТП электролиза.
Разделение названий оборудования и программного обеспечения вызвано тем, что программное обеспечение ТРОЛЛЬ-2000 способно работать на всем спектре оборудования, производимого фирмой ТоксСофт начиная с 1994 года. Более того, ПО ТРОЛЛЬ-2000 построено таким образом, что к его верхнему уровню можно подключить любое оборудование распределенных централизованных систем автоматизации других производителей.
В настоящее время фирмой ТоксСофт установлено на разных заводах несколько поколении обор?/p>